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Inorganic Approach to Stabilizing Nanoscale Toroidicity in a Tetraicosanuclear Fe$_{18}$Dy$_{6}$ Single Molecule Magnet

Kaemmerer, H. ORCID iD icon 1; Baniodeh, A. 2; Peng, Y. 2; Moreno-Pineda, E. 2; Schulze, M. ORCID iD icon 2,3; Anson, C. E. 1; Wernsdorfer, W. 2,3,4; Schnack, J.; Powell, A. K. 2,4
1 Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Physikalisches Institut (PHI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)


Cyclic coordination clusters (CCCs) are proving to provide an extra dimension in terms of exotic magnetic behavior as a result of their finite but cyclized chain structures. The Fe$_{18}$Dy$_{6}$ CCC is a Single Molecule Magnet with the highest nuclearity among Ln containing clusters. The three isostructural compounds [Fe$_{18}$Ln$_{6}$(μ-OH)$_{6}$(ampd)$_{12}$(Hampd)$_{12}$(PhCO$_{2}$)$_{24}$](NO$_{3}$)$_{6}$·38MeCN for Ln = Dy$^{III}$ (1), Lu$^{III}$ (2), or Y$^{III}$ (3), where H$_{2}^{-}$ampd = 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, are reported. These can be described in terms of the cyclization of six {Fe$_{3}$Ln(μOH)(ampd)$_{2}$(Hampd)$_{2}$(PhCO$_{2}$)$_{4}$}$^{+}$ units with six nitrate counterions to give the neutral cluster. The overall structure consists of two giant Dy$_{3}$ triangles sandwiching a strongly antiferromagnetically coupled Fe$_{18}$ ring, leading to a toroidal arrangement of the anisotropy axis of the Dy ions, making this the biggest toroidal arrangement on a molecular level known so far.

Postprint §
DOI: 10.5445/IR/1000124097
Veröffentlicht am 07.02.2022
DOI: 10.1021/jacs.0c07168
Zitationen: 33
Zitationen: 34
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Anorganische Chemie (AOC)
Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT)
Physikalisches Institut (PHI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2020
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0002-7863, 1520-5126, 1943-2984
KITopen-ID: 1000124097
HGF-Programm 43.21.04 (POF III, LK 01) Molecular Engineering
Erschienen in Journal of the American Chemical Society
Verlag American Chemical Society (ACS)
Band 142
Heft 35
Seiten 14838-14842
Vorab online veröffentlicht am 11.08.2020
Nachgewiesen in Dimensions
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